2009/02/05
經濟部能源局
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█撰文：謝文德、鍾弘道、謝燕廷
國內便利商店為高耗能密度產業，為配合國家節能政策，本文利用自行開發之冷凍冷藏變頻及除霧控制技術，同時結合空調系統之溫度控制策略，以達到提升便利商店之整體節能效益達15％。為能即時監測設備性能及方便管理，本文將冷凍空調設備整合，並建立一套區域節能監測管理系統，透過此系統可以不受時間地點限制，隨時瞭解冷凍空調設備運轉、溫度及耗能等情形，同時亦可對店內目前所需改善之處進行規劃，使其節能效益更加提升。
一般便利商店之店內坪數為22～30坪，每月平均運轉電費約新台幣30萬元，估計台灣可能胃納10,000～11,000家計，每年的耗電量約20億度電，運轉電費將達36億元。在微利時代，省能成為業者重要決策之一，因此，各家便利商店無不積極尋求各種符合經濟效益之省能設備與技術，以節省公司營運成本，提高市場競爭力。
一般便利商店店舖設備與耗能分布狀況，以目前國內一般便利商店設備容量約25～30kW（未採用變頻空調冷凍設備），招牌照明2.43kW（占8％）、賣場照明4.0kW（占13.31％）、空調冷氣10kW（占32.88％）、冷凍冷藏7.46kW（占24.53％）、加熱設備5.87kW（占19.30％）、其他設備0.6kW（占1.97％）。而由於便利商店為24小時營業型態，全年全天候使用照明、空調、冷藏、冷凍並提供熱食，加上四大超商展店數目逐年增加，因此造成的耗電量相當可觀。
為解決便利商店之耗能情形，首先針對占約60％之主要耗能冷凍空調系統設備進行改善，除了開發密閉型後補式展示櫃除霧設計之改良式產品，並引入具省能與經濟效益之變頻技術，使便利商店呈現整體性之高效率省能冷藏設備，以期達到增加便利商店之節能經濟效益。在空調系統方面則採用溫度控制之節能策略，本文主要以定頻系統為主。設定溫度上下限值，在控制機器設備之起停。
長期測試，符合經濟效益
然而為能掌握即時系統運轉性能狀況並進行回報管理，因此亦建立一套省能監測管理系統，以確保有效提升便利商店整體節能效益。目前國外使用能源管理系統（EMS）的趨勢逐漸普遍，而其最大的功能莫過於即時監視（控），同時具節能效益及降低維修成本，以及管理上之方便性、節省人力成本等多項優點。然而通常一套具上述完整功能之系統，其費用均相當昂貴，原因在於其需搭配專屬之控制裝置與通訊協定等限制。本文將介紹一套由國人自行開發整合便利店區域（僅冷凍與空調系統）之省能監測管理系統，目前該系統於便利商店經過約1年以上之現場測試，相當符合便利商店產業經濟效益需求。
區域節能控制技術開發
如前述，冷凍空調設備耗電占其總耗電約60％以上，因此該區域節能系統首先對冷凍空調系統節能技術進行開發（未包含照明及加熱設備），以目前一般便利商店常見之密閉型後補式展示櫃、一對多開放式冷藏展示櫃及2台5RT商用空調機。並將冷凍冷藏變頻及除霧省能控制技術與空調機溫度控制策略結合，並配合一套遠端監測管理系統，整合至便利商店進行實地現場測試。
由研究測試可發現，當在未安裝變頻系統時，每日耗電約90度，而安裝後（6/25）則平均耗電已降至65度左右，其中當月之室外環境條件均差異不大，證實該系統的確發揮其系統節能效益。另外再由每日之瞬間耗電變化曲線圖亦可發現其耗電4kW降至3.0～3.5kW之間，因此其省能之效率達25％以上是可預期的。
整合應用效益
「遠端監測系統」監測便利商店空調冷凍設備運轉效能及合理設定運轉參數，針對便利商店區域（冷凍空調系統）省能效率提升技術發展證實，在密閉型後補式展示櫃方面，其中除霧裝置可經適當設計而達到50％以上之整體省能效率，顯見密閉型展示櫃之省能改善應以除霧裝置改善為首要工作。而變頻技術對於展示櫃現場測試，以目前所推廣之一對多開放式冷藏展示櫃均可維持25％以上之節能效率。至於未採用變頻機種之空調系統，利用環境溫度控制策略則可表現出30％以上節能潛力。
於測試期間發現，遠端監測系統發揮其功能，目前國內便利商店仍有相當大之節能潛力，藉由監測系統準確即時之資料擷取，並配合專業分析，使得設計或研究單位乃至於使用者均能瞭解其設備或系統運轉是否有達到預期功效，再做進一步改善措施，並同時發現其他可節能空間或異常現象，做為下一階段之正確改善規劃，如此才能完全發揮其節能效益。（作者任職於工研院能環所）